球罐组焊.pptx

球形压力容器球形压力容器 一、球罐简介一、球罐简介 球形压力容器（简称球罐）是储罐的一种，球形压力容器（简称球罐）是储罐的一种，容器等级一般为三类，多数用于盛装液态烃等介容器等级一般为三类，多数用于盛装液态烃等介质。球罐从结构上可分为橘瓣式和混合式，可分质。球罐从结构上可分为橘瓣式和混合式，可分为为3 3带、带、4 4带、带、5 5带、带、7 7带等几种。以带等几种。以7 7带球罐为例，带球罐为例，从上到下依次为上极、上寒带、上温带、赤道带、从上到下依次为上极、上寒带、上温带、赤道带、下温带、下寒带和下极，其它几种相应的减少上下温带、下寒带和下极，其它几种相应的减少上下温带和上下寒带，随着球壳板制造工艺的发展，下温带和上下寒带，随着球壳板制造工艺的发展，现在安装的球罐多为现在安装的球罐多为3 3带和带和4 4带的混合式球罐。球带的混合式球罐。球罐焊缝分环焊缝和纵焊缝两种，与地面平行的焊罐焊缝分环焊缝和纵焊缝两种，与地面平行的焊缝称为环焊缝，其余的焊缝称为纵焊缝。缝称为环焊缝，其余的焊缝称为纵焊缝。n n球罐与其它储罐相比，由于其球壳板内球罐与其它储罐相比，由于其球壳板内的环向应力与径向应力一致，在相同的的环向应力与径向应力一致，在相同的设计压力下，球罐的设计厚度最小，并设计压力下，球罐的设计厚度最小，并且在容器设计压力相同的情况下，球罐且在容器设计压力相同的情况下，球罐的表面积最小，所用的材料最省。球罐的表面积最小，所用的材料最省。球罐由于结构上比较特殊，组装和焊接的难由于结构上比较特殊，组装和焊接的难度比其它形式的容器大。度比其它形式的容器大。1-1-上极上极 2-2-赤道带赤道带 3-3-支柱支柱 4-4-下极下极GB50094-1998n n1.0.2 1.0.2 适用于设计压力大于或等于适用于设计压力大于或等于0.1MPa0.1MPa且不大于且不大于4MPa4MPa、公称容积大于或、公称容积大于或等于等于50m350m3的橘瓣式或混合式以支柱支撑的碳素钢和合金钢制焊接球罐。的橘瓣式或混合式以支柱支撑的碳素钢和合金钢制焊接球罐。n n本规范不适用于下列球罐：本规范不适用于下列球罐：n n受核辐射作用的球罐；受核辐射作用的球罐；n n非固定（如车载或船载）的球罐；非固定（如车载或船载）的球罐；n n双层结构的球罐；双层结构的球罐；n n要求做疲劳分析的球罐；要求做疲劳分析的球罐；n n膨胀成形的球罐。膨胀成形的球罐。n n1.0.31.0.3球罐的施工及验收应包括下列范围：球罐的施工及验收应包括下列范围：n n 1.0.3.1 1.0.3.1 球壳及与其连接的受压零部件应划定在下列范围：球壳及与其连接的受压零部件应划定在下列范围：n n球罐接管与外管道焊接连接的第一道环向焊缝；球罐接管与外管道焊接连接的第一道环向焊缝；n n球罐接管与外管道螺纹接连接的第一个螺纹接头；球罐接管与外管道螺纹接连接的第一个螺纹接头；n n球罐接管与外管道法兰连接的第一法兰密封面。球罐接管与外管道法兰连接的第一法兰密封面。n n 1.0.3.2 1.0.3.2 球罐开孔的承压封头、平盖及其紧固件。球罐开孔的承压封头、平盖及其紧固件。n n 1.0.3.3 1.0.3.3 与球壳连接的支柱、拉杆、垫板和底板等非受压元件。与球壳连接的支柱、拉杆、垫板和底板等非受压元件。n n1.0.4 1.0.4 对设计温度低于或等于对设计温度低于或等于2020的球罐应执行本规范附录的球罐应执行本规范附录A A的规定。的规定。球罐监检的第一步球罐监检的第一步n n（1 1）审查）审查特种设备安装改造维修告知书特种设备安装改造维修告知书及及监检申监检申请书请书。n n（2 2）审查球罐的设计资料。审查设计单位设计资格、设）审查球罐的设计资料。审查设计单位设计资格、设计资料完整性、安装及验收标准正确性，引用标准时效性计资料完整性、安装及验收标准正确性，引用标准时效性及正确性。及正确性。n n（3 3）审查受检单位（包括分包的无损检测单位和热处理）审查受检单位（包括分包的无损检测单位和热处理单位等）的资格证书或其复印件，无损检测单位的人员数单位等）的资格证书或其复印件，无损检测单位的人员数量和资质证书。量和资质证书。n n4 4）审查受检单位提供的施工组织设计，工程质量计划、）审查受检单位提供的施工组织设计，工程质量计划、人员资质、施工技术方案（包含无损检测工艺、沉降试验、人员资质、施工技术方案（包含无损检测工艺、沉降试验、耐压试验、热处理等工艺）及所采用的规程、规范和标准耐压试验、热处理等工艺）及所采用的规程、规范和标准等是否符合设计要求和现行标准，是否能够满足施工现场等是否符合设计要求和现行标准，是否能够满足施工现场质量控制要求，能满足要求且审批手续齐全的为符合要求。质量控制要求，能满足要求且审批手续齐全的为符合要求。n n（5 5）审查球罐的制造资料，须有制造竣工图、质量证明）审查球罐的制造资料，须有制造竣工图、质量证明书和监督检验证书且内容正确、项目齐全的为符合要求。书和监督检验证书且内容正确、项目齐全的为符合要求。n n（6 6）审查设计修改文件，审批手续齐全为符合要求。）审查设计修改文件，审批手续齐全为符合要求。第二步检查材料n nGB50094的要求：n n2.1 2.1 零部件质量证明书的检查零部件质量证明书的检查n n2.1.2 2.1.2 球罐的球壳板、入孔、接管、法兰、补强件、支柱及拉杆等零球罐的球壳板、入孔、接管、法兰、补强件、支柱及拉杆等零部件的出厂证明书应包括下列内容：部件的出厂证明书应包括下列内容：n n（1 1）零部件厂合格证；）零部件厂合格证；n n（2 2）劳动（技术监督）部门监检机构出具的产品监检报告；）劳动（技术监督）部门监检机构出具的产品监检报告；n n（3 3）材料代用审批证明；）材料代用审批证明；n n（4 4）材料质量证明书及有关复验报告；）材料质量证明书及有关复验报告；n n（5 5）钢板、锻件及零部件无损检测报告；）钢板、锻件及零部件无损检测报告；n n（6 6）球壳板周边超声检测报告；）球壳板周边超声检测报告；n n（7 7）坡口和焊缝无损检测报告（包括检测部位图）；）坡口和焊缝无损检测报告（包括检测部位图）；n n（8 8）热压成形试板检测报告；）热压成形试板检测报告；n n（9 9）产品焊接试板试验报告。）产品焊接试板试验报告。n n（1 1）审查受检单位提供的零部件的检查、验收记录，包）审查受检单位提供的零部件的检查、验收记录，包括对球壳板的外形尺寸、坡口质量（不应有裂纹和分层，括对球壳板的外形尺寸、坡口质量（不应有裂纹和分层，抽查数量为抽查数量为20%20%）和超声波测厚的复验（抽查数量应为）和超声波测厚的复验（抽查数量应为20%20%且每带不少于且每带不少于2 2块。上下极应不少于块。上下极应不少于1 1块，每块应不块，每块应不少于少于5 5点）以及对组焊件的检查。点）以及对组焊件的检查。n n（2 2）受检单位须对球壳板周边以及球壳板进行超声波检）受检单位须对球壳板周边以及球壳板进行超声波检测复查，审查其抽查比例（测复查，审查其抽查比例（20%20%且不少于且不少于2 2块，上下极不块，上下极不少于少于1 1块）、复查结果，审查符合图样、标准要求块）、复查结果，审查符合图样、标准要求（JB4730JB4730）为合格，要求提供合格的无损检测报告。）为合格，要求提供合格的无损检测报告。n n（3 3）受检单位应对支柱进行检查。（）受检单位应对支柱进行检查。（1 1、支柱全长长度允、支柱全长长度允许偏差为许偏差为3mm3mm；2 2、支柱与底板焊接后应保持垂直，其垂、支柱与底板焊接后应保持垂直，其垂直度允许偏差为直度允许偏差为2mm2mm；直线度偏差应；直线度偏差应1/10001/1000，且不大，且不大于于10mm10mm）n n（4 4）审查焊接材料的验收记录（包含质量证明书及复验）审查焊接材料的验收记录（包含质量证明书及复验报告），并抽查实物标记，实物标志须与资料一致，审查报告），并抽查实物标记，实物标志须与资料一致，审查合格后。合格后。n n（5 5）审查受压元件用材料代用审批手续应齐全有效。）审查受压元件用材料代用审批手续应齐全有效。3 3、基础验收、基础验收、基础验收、基础验收n n球罐安装前应对基础进行验收。球罐基础分为采用地脚螺球罐安装前应对基础进行验收。球罐基础分为采用地脚螺栓固定和采用预埋地脚板固定的两种，验收时应测量基础栓固定和采用预埋地脚板固定的两种，验收时应测量基础中心圆直径（中心圆直径（V1000mV1000m3 3，n n5mm5mm；V1000mV1000m3 3，Di/2000mmDi/2000mm）、基础方位）、基础方位(1(1度度)、相邻支柱基础中心距、相邻基础标高差、单个基础上、相邻支柱基础中心距、相邻基础标高差、单个基础上表面标高和单个基础上表面水平度等技术数据，检查结果表面标高和单个基础上表面水平度等技术数据，检查结果应符合应符合GB50094-98GB50094-98中的有关规定。中的有关规定。中中心心圆圆直直径径球壳板球壳板球壳板弧长测量球壳板弧长测量球壳板曲率测量球壳板曲率测量三、球罐组装三、球罐组装1 1、支柱组对、支柱组对、支柱组对、支柱组对n n对于分段到货的支柱，应首先进行支柱下段的现场组装，支对于分段到货的支柱，应首先进行支柱下段的现场组装，支柱对接口通常为承插口，组装时将赤道板平放，支柱下段安柱对接口通常为承插口，组装时将赤道板平放，支柱下段安装就位后从与赤道板焊焊接在一起的支柱上段引一条粉线与装就位后从与赤道板焊焊接在一起的支柱上段引一条粉线与支柱上段平行，上下调整支柱下段的位置与粉线平行（见图支柱上段平行，上下调整支柱下段的位置与粉线平行（见图1 1），然后测量支柱底座两侧分别到赤道板两下角的距离，），然后测量支柱底座两侧分别到赤道板两下角的距离，左右调整下段支柱，使两侧的距离相等（见图左右调整下段支柱，使两侧的距离相等（见图2 2），最后点），最后点焊固定，然后进行焊接。组对过程主要应控制上、下支柱的焊固定，然后进行焊接。组对过程主要应控制上、下支柱的同心度、直线度和下支柱的焊角高度在规范的允许范围内。同心度、直线度和下支柱的焊角高度在规范的允许范围内。粉线粉线支柱上段支柱上段球壳板球壳板支柱下段支柱下段上上下下调调整整图图图图1 1球壳板球壳板支柱上段支柱上段左左右右调调整整支柱下段支柱下段图图图图2 2平台平台支柱组对支柱组对支柱组对支柱组对2 2、卡具组焊、卡具组焊、卡具组焊、卡具组焊n n球壳板的组对完全靠卡具进行连接，组对过程球壳板的组对完全靠卡具进行连接，组对过程不进行点焊固定，因此在组对前先在球壳板上不进行点焊固定，因此在组对前先在球壳板上焊接连接卡具用的方板。方板首先进行排版，焊接连接卡具用的方板。方板首先进行排版，排版应保证各块球壳板组装到位时方板一一对排版应保证各块球壳板组装到位时方板一一对应，方板之间的间距以不影响组对操作为宜，应，方板之间的间距以不影响组对操作为宜，对于厚度较薄的球壳板，可适当增加方板的密对于厚度较薄的球壳板，可适当增加方板的密度，同一球罐环缝上方板的密度应比纵缝上的度，同一球罐环缝上方板的密度应比纵缝上的方板密度大，以防止焊接变形。对于图纸规范方板密度大，以防止焊接变形。对于图纸规范要求需要在焊接过程进行消氢处理的球罐，在要求需要在焊接过程进行消氢处理的球罐，在焊接卡具时首先用氧炔焰对施焊部位进行预热，焊接卡具时首先用氧炔焰对施焊部位进行预热，焊接完成后马上用保温岩棉覆盖进行缓冷处理，焊接完成后马上用保温岩棉覆盖进行缓冷处理，所有卡具焊接完成后对球壳板表面进行检查，所有卡具焊接完成后对球壳板表面进行检查，对局部出现电弧擦伤的部位进行打磨清除，打对局部出现电弧擦伤的部位进行打磨清除，打磨后进行表面磁粉（或渗透）检测。磨后进行表面磁粉（或渗透）检测。方板焊接后采用岩棉保温方板焊接后采用岩棉保温对电弧擦伤处打磨后进行对电弧擦伤处打磨后进行磁粉检测磁粉检测3、组装、组装n n以抚顺石化开发公司石油液化气球罐为例介绍球罐的组装过程。该球罐共34块球壳板：赤道带20块，上、下极边板各4块，上、下极侧板各2块，上、下极中板各1块。n n组装前先在各个基础上找处赤道板支柱底座的圆心，对于尺寸合格的基础，可以认为两个地角螺栓的中心点即为支柱底座的圆心，圆心找处后按1：1的比例将支柱底座样板划在基础上，组对时按线就位。n n安装前应在基础上涂抹黄甘油以便于在热处理时支柱底座和基础之间的滑动。黄甘油在每个带支柱的赤道板安装前涂抹即可。n n前期准备工作完成后开始进行球壳板的组装，球壳板全部由卡具进行连接，卡具为专用工装，配合楔铁使用，具有调整错边量、调整间隙和对焊缝位置进行钢性固定，防止焊接变形的三种功能。组装的顺序为先组装赤道带的球壳板，液化石油气球罐共有20块赤道带板，其中10块带有支柱。首先安装带有支柱的第1块和第3块球壳板，立起来后用钢丝绳进行牵引固定以防止翻倒，然后安装第1块和第3块之间的第2块球壳板，安装完毕后再依次安装第4、第5到第20块，使赤道带形成合拢。安装第一块赤道板安装第一块赤道板安装第三块赤道板安装第三块赤道板安装第二块赤道板安装第二块赤道板依次安装其它赤道板依次安装其它赤道板钢丝绳牵引固定钢丝绳牵引固定赤道带合拢赤道带合拢12345 左图为赤道带安装左图为赤道带安装的起始工序，先安装的起始工序，先安装1 1号和号和3 3号带支柱的号带支柱的赤道板，然后安装赤道板，然后安装2 2号赤道板，完成后即号赤道板，完成后即可按顺时针或逆时针可按顺时针或逆时针方向依次安装其它赤方向依次安装其它赤道板，直至赤道带合道板，直至赤道带合拢。组装的操作过程拢。组装的操作过程是在专用的梯子上完是在专用的梯子上完成的，梯子需现场绑成的，梯子需现场绑制，顶端有两个吊钩制，顶端有两个吊钩挂在赤道板上，随赤挂在赤道板上，随赤道板一同起吊。道板一同起吊。123球罐现场组装球罐现场组装球壳板球壳板圆楔子圆楔子方板方板方楔子方楔子1 1方楔子方楔子2 2龙门卡具龙门卡具球壳板球壳板圆楔子圆楔子方板方板方楔子方楔子1 1方楔子方楔子2 2 左图为使用龙门卡具左图为使用龙门卡具连接和调整焊缝的示连接和调整焊缝的示意图，黄色的为方板，意图，黄色的为方板，事先与球壳板焊接在事先与球壳板焊接在一起，浅绿色为龙门一起，浅绿色为龙门卡具，黑色的为圆楔卡具，黑色的为圆楔子和方楔子。安装时子和方楔子。安装时将龙门卡具套在方板将龙门卡具套在方板上，用圆楔子固定，上，用圆楔子固定，然后用方楔子然后用方楔子1 1调整调整错边量，用方楔子错边量，用方楔子2 2调整焊缝间隙，调整调整焊缝间隙，调整合格后将其余所有楔合格后将其余所有楔子砸实。方楔子子砸实。方楔子1 1除除了有调整错边量的作了有调整错边量的作用以外，在焊接时还用以外，在焊接时还起到对球壳板刚性固起到对球壳板刚性固定，防止焊接变形的定，防止焊接变形的作用。作用。正在进行组装的赤道带正在进行组装的赤道带 赤道带的组装时赤道带的组装时应注意将焊缝间应注意将焊缝间隙、错边量基本隙、错边量基本调整到位，减少调整到位，减少后序调整工作量，后序调整工作量，并且在组装过程并且在组装过程赤道带基本处于赤道带基本处于自由状态，间隙自由状态，间隙较易调整，一旦较易调整，一旦合拢后调整间隙合拢后调整间隙将变得十分困难。将变得十分困难。n n赤道带安装应注意赤道板尺寸偏差的问题。原赤道带安装应注意赤道板尺寸偏差的问题。原则上，则上，2020块赤道带板的尺寸应该是完全相同的，块赤道带板的尺寸应该是完全相同的，具有互换性，因此理论上每一块赤道带板可以具有互换性，因此理论上每一块赤道带板可以放在任意的位置。但由于球壳板在制造过程中放在任意的位置。但由于球壳板在制造过程中不可避免的存在偏差，而偏差又有正偏差和负不可避免的存在偏差，而偏差又有正偏差和负偏差之分，如果两块相临的赤道带板分别为正偏差之分，如果两块相临的赤道带板分别为正偏差和负偏差，组装后可能出现两块板长短相偏差和负偏差，组装后可能出现两块板长短相差较多的情况，这样就会在环焊缝上出现局部差较多的情况，这样就会在环焊缝上出现局部间隙过大，达不到设计要求的情况，这种偏差间隙过大，达不到设计要求的情况，这种偏差是极难调整的。为了避免这种情况的出现，应是极难调整的。为了避免这种情况的出现，应根据到货验收的测量数据进行简单的排版，避根据到货验收的测量数据进行简单的排版，避免具有正负偏差的板相邻。免具有正负偏差的板相邻。n n赤道带安装完成后安装下极带，下极安装时先安装四块极边板，安装前应对下环口周长进行测量，对比四张极边板的弧长之和进行比较，确定四张板之间的奸细大小，避免在四张板最后的合拢口出现间隙过大或无间隙无法合拢的情况发生。安装完极边板后，安装两块极侧板和一块极中板，安装时要注意，几乎所有的球罐开口全在这三张板上，要仔细核对各个接管的方位和规格，以免弄混了。n n下极带安装完下极带安装完成后开始球罐成后开始球罐内搭满堂架子，内搭满堂架子，应全部采用钢应全部采用钢铁材质的杆子铁材质的杆子和跳板，以确和跳板，以确保安全。然后保安全。然后按与下极带相按与下极带相同的工序安装同的工序安装上极带，最终上极带，最终完成整球罐的完成整球罐的组装。组装。组装完成后的球罐组装完成后的球罐为确保施工安全，球罐为确保施工安全，球罐内部脚手架全部用钢铁内部脚手架全部用钢铁材质的跳板和杆子搭制材质的跳板和杆子搭制而成，防止起火燃烧而成，防止起火燃烧n n球罐组装完成后进行检查，检查的项目为对口间隙（22mm）、错边量(1/4)和棱角度（7mm），检查方法是使用样板和焊缝检测尺沿焊缝按不大于500mm一点进行测量。n n最大直径与最小直径差宜设计内径3，且50mm。4、定位焊接、定位焊接n n 球罐组装完成并经相关部门进行验收后，可以进行定位焊接。定位焊接宜采用多人对称进行，由于焊接顺序为先纵缝后环缝，因此在环缝位置最终聚集的应力是比较大的，所以在定位焊接时应增加环焊缝的焊接量，避免在焊接过程中环焊缝位置由于强度不足造成开裂，出现这种情况，重新组对是非常困难的，很容易造成局部变形。n n所有丁字口应再至少100毫米范围内满焊，必要时可焊两层。四、焊接四、焊接1 1、焊接工艺评定、焊接工艺评定、焊接工艺评定、焊接工艺评定应符合应符合应符合应符合JB4708JB4708钢制压力容器焊接工艺评定的要求。钢制压力容器焊接工艺评定的要求。钢制压力容器焊接工艺评定的要求。钢制压力容器焊接工艺评定的要求。2 2、焊接材料验收、焊接材料验收、焊接材料验收、焊接材料验收n n焊接材料的验收主要按批进行扩散氢含量复验，如图纸有要求，焊接材料的验收主要按批进行扩散氢含量复验，如图纸有要求，还应进行化学成份复验和力学性能复验，并检查质量证明书。在还应进行化学成份复验和力学性能复验，并检查质量证明书。在得到所有复验项目的合格报告后才允许使用。得到所有复验项目的合格报告后才允许使用。n n球壳的对接焊缝以及直接与球壳焊接的焊缝，必须选用低氢型药球壳的对接焊缝以及直接与球壳焊接的焊缝，必须选用低氢型药皮焊条。皮焊条。n n手工焊焊条应符合手工焊焊条应符合GB/T5117GB/T5117及及GB/T5118GB/T5118规定。规定。E4315E4315、E4316E4316、E5015E5015、E5016E5016扩散氢含量扩散氢含量8ml/100g8ml/100g。烘干温度：。烘干温度：350400350400，烘干时间：，烘干时间：1h1h。在保温筒中时间不应超过。在保温筒中时间不应超过4h4h。2、焊接材料管理、焊接材料管理n n焊接材料的管理：焊材库应设专人进行管理，应有严格的焊材烘干规程和焊材发放、回收制度。焊材库内应配备温度计和湿度计对室内环境进行监控，并应配备空气去湿机。焊材库内不准堆放其它杂物。焊工领取焊条一律用保温筒盛装并在整个施焊过程中一直存放在保温筒内。焊条出库后4小时之内未使用完毕应一律退回进行二次烘干，为确保焊接质量，二次烘干的焊条不宜用于对接焊缝的焊接，可以在焊接垫板角焊缝时使用。3 3、球罐焊接、球罐焊接、球罐焊接、球罐焊接 以腈纶化工厂仓储车间丙烯球罐为例介绍球罐的焊接过以腈纶化工厂仓储车间丙烯球罐为例介绍球罐的焊接过程。该球罐共有焊缝程。该球罐共有焊缝3838条，共条，共270270米。米。n n丙烯球罐的焊接顺序采用对称焊接，具体顺序为上、下极和丙烯球罐的焊接顺序采用对称焊接，具体顺序为上、下极和赤道带同时施焊，赤道带焊缝由赤道带同时施焊，赤道带焊缝由8 8名焊工焊接，每次同时焊名焊工焊接，每次同时焊接接4 4条处于对称位置上的焊缝，每条焊缝两名焊工，分上下条处于对称位置上的焊缝，每条焊缝两名焊工，分上下同时进行。上、下极焊缝各同时进行。上、下极焊缝各4 4名焊工，也采用对称焊接。所名焊工，也采用对称焊接。所有焊缝均为先焊接外侧，焊接完成后进行内侧清根、打磨处有焊缝均为先焊接外侧，焊接完成后进行内侧清根、打磨处理，处理完成后对焊缝进行理，处理完成后对焊缝进行100%100%渗透检测，合格后按与外渗透检测，合格后按与外侧焊接的相同顺序进行了内侧焊缝的焊接。上述焊缝焊接完侧焊接的相同顺序进行了内侧焊缝的焊接。上述焊缝焊接完成后进行上、下大环缝的焊接，每条环焊缝由成后进行上、下大环缝的焊接，每条环焊缝由8 8名焊工采用名焊工采用分段跳焊的方法进行焊接，仍然是先焊外侧，然后进行内侧分段跳焊的方法进行焊接，仍然是先焊外侧，然后进行内侧清根、打磨、检测，最后进行内侧焊接。清根、打磨、检测，最后进行内侧焊接。n n焊接过程严格按焊接工艺执行，着重强调焊接的同步性，即焊接过程严格按焊接工艺执行，着重强调焊接的同步性，即每一带上的各条焊缝施焊的焊工焊接速度大致相同，不允许每一带上的各条焊缝施焊的焊工焊接速度大致相同，不允许出现各别焊工焊接速度过快或过慢，造成应力不均衡的情况出现各别焊工焊接速度过快或过慢，造成应力不均衡的情况产生。产生。n n由于丙烯球罐为低温钢，图纸要求进行焊接消氢处理，因由于丙烯球罐为低温钢，图纸要求进行焊接消氢处理，因此该球罐焊接过程进行了预制和后热。焊前预热和焊后后此该球罐焊接过程进行了预制和后热。焊前预热和焊后后热是消除焊接过程产生的氢，防止出现裂纹的重要手段，热是消除焊接过程产生的氢，防止出现裂纹的重要手段，焊接过程严格控制焊缝的预热和后热。预热和后热用加热焊接过程严格控制焊缝的预热和后热。预热和后热用加热带进行，由带进行，由4 4名电工进行操作，每小时进行一次测量，测名电工进行操作，每小时进行一次测量，测量方法为每条焊缝在中间、两端各选取一对对称的测量点，量方法为每条焊缝在中间、两端各选取一对对称的测量点，每条焊缝共测量每条焊缝共测量6 6点，测量数据添入温度测量记录，这种点，测量数据添入温度测量记录，这种操作不仅控制了预热和后热温度，还对焊接过程焊缝层间操作不仅控制了预热和后热温度，还对焊接过程焊缝层间温度进行有效的监控，确保层间温度在焊接工艺的允许范温度进行有效的监控，确保层间温度在焊接工艺的允许范围内。围内。n n整个焊接过程进行严格的过程质量控制，现场焊接检查员整个焊接过程进行严格的过程质量控制，现场焊接检查员检查的主要检查内容包括焊材的烘干、领退情况、焊材库检查的主要检查内容包括焊材的烘干、领退情况、焊材库的湿度控制、现场施焊环境是否符合要求、焊缝预热和后的湿度控制、现场施焊环境是否符合要求、焊缝预热和后热情况、焊工对焊接工艺（包括焊接电压、电流、焊接速热情况、焊工对焊接工艺（包括焊接电压、电流、焊接速度、层间温度、焊条筒使用）的执行情况等，发现不符合度、层间温度、焊条筒使用）的执行情况等，发现不符合要求的现象及时进行纠正。要求的现象及时进行纠正。图图1：球罐焊接：球罐焊接图图2、3：电加热带电加热带123球罐焊接球罐焊接4 4、焊缝表面缺陷处理、焊缝表面缺陷处理、焊缝表面缺陷处理、焊缝表面缺陷处理n n焊接完成后应按规范的有关要求对允许进行打磨焊接完成后应按规范的有关要求对允许进行打磨的表面缺陷进行打磨处理，清除飞溅、咬边等缺的表面缺陷进行打磨处理，清除飞溅、咬边等缺陷。对规范规定不允许直接打磨的缺陷，应首先陷。对规范规定不允许直接打磨的缺陷，应首先进行补焊，然后进行打磨。进行补焊，然后进行打磨。5 5、焊缝检查、焊缝检查、焊缝检查、焊缝检查n n打磨完成后对球罐内外表面进行全面检查，检查打磨完成后对球罐内外表面进行全面检查，检查内容包括焊缝的宽度、焊缝余高、错边量、棱角内容包括焊缝的宽度、焊缝余高、错边量、棱角度和表面是否存在缺陷、卡具清除后的打磨质量、度和表面是否存在缺陷、卡具清除后的打磨质量、电弧擦伤、机械损伤的处理情况、个别位置的补电弧擦伤、机械损伤的处理情况、个别位置的补焊情况等。最后对焊接完成后球壳内直径和水平焊情况等。最后对焊接完成后球壳内直径和水平面及铅垂面的最大最小直径差进行测量。面及铅垂面的最大最小直径差进行测量。n n焊缝超次返修的审批手续与返修工艺等情况。焊缝超次返修的审批手续与返修工艺等情况。6、产品试板焊接、产品试板焊接n n产品应与球罐焊接同时完成，产品试板在施工现场与球罐焊接相同的环境中进行焊接，共焊三块，分别为平焊加仰焊位置一块，横焊位置一块，立焊位置一块。n n如本体需要热处理，则试板也应与本体同时热处理。n n提供焊接试板的力学性能试验报告。平仰位置平仰位置横位置横位置立位置立位置焊接试板的制备焊接试板的制备五、无损检测五、无损检测n n球罐的无损检测：检测时间可分为到货后、焊缝清根后、球罐的无损检测：检测时间可分为到货后、焊缝清根后、焊接完成后、热处理后、水压试验后等，检测手段包括射焊接完成后、热处理后、水压试验后等，检测手段包括射线、超声、磁粉或着色。焊缝各种无损检测的比例应符合线、超声、磁粉或着色。焊缝各种无损检测的比例应符合图样或图样或GB50094GB50094的相关规定，应在焊接完成的相关规定，应在焊接完成2424小时以后小时以后进行，对于标准抗拉强度大于进行，对于标准抗拉强度大于540MPa540MPa的钢材制造的球罐的钢材制造的球罐应在焊接完成应在焊接完成3636小时以后进行。合格标准为小时以后进行。合格标准为JB/T4730-JB/T4730-20052005的要求。的要求。n n检查射线检测布片图和报告，核实射线底片数量和检测比检查射线检测布片图和报告，核实射线底片数量和检测比例，抽查例，抽查30%30%以上的射线检测底片，检查部位应包括以上的射线检测底片，检查部位应包括T T形形焊缝、可疑部位及返修片，检测部位、检测比例、底片质焊缝、可疑部位及返修片，检测部位、检测比例、底片质量符合法规、标准、图样要求且评定正确。量符合法规、标准、图样要求且评定正确。n n对于标准抗拉强度大于对于标准抗拉强度大于540MPa540MPa的钢材制造的球的钢材制造的球罐无损检测特别烦琐，应全面执行检测比例，避罐无损检测特别烦琐，应全面执行检测比例，避免漏检。以腈纶化工厂丙烯球罐为例，该球罐在免漏检。以腈纶化工厂丙烯球罐为例，该球罐在单侧焊接完成清根后，对清根后的所有坡口进行单侧焊接完成清根后，对清根后的所有坡口进行100%100%磁粉（或渗透）检测，焊接完成后，首先磁粉（或渗透）检测，焊接完成后，首先对所有焊缝进行对所有焊缝进行100%100%射线检测，然后进行射线检测，然后进行100%100%超声检测和超声检测和100%100%磁粉检测；热处理后对磁粉检测；热处理后对所有焊缝进行所有焊缝进行20%20%超声复测，对所有焊缝及接管超声复测，对所有焊缝及接管与球壳板焊缝内外表面、垫板、支柱及其它角焊与球壳板焊缝内外表面、垫板、支柱及其它角焊缝的外表面、工卡具清除后的打磨处、电弧擦伤缝的外表面、工卡具清除后的打磨处、电弧擦伤和机械损伤的打磨处进行和机械损伤的打磨处进行100%100%磁粉（或渗透）磁粉（或渗透）检测；水压试验后，再次对上述部位进行检测；水压试验后，再次对上述部位进行100%100%磁粉（或渗透）检测。磁粉（或渗透）检测。六、整体热处理六、整体热处理n n探伤全部完成后开始对球罐进行整体热处理，产探伤全部完成后开始对球罐进行整体热处理，产品试板也同炉进行热处理。目前罐热处理多数采品试板也同炉进行热处理。目前罐热处理多数采用火焰直接加热的方法，在球罐外侧加临时保温，用火焰直接加热的方法，在球罐外侧加临时保温，并设置了多处测温点，在球罐下人孔处伸入喷嘴并设置了多处测温点，在球罐下人孔处伸入喷嘴燃烧柴油产生热量，在喷嘴出口设置长明火，用燃烧柴油产生热量，在喷嘴出口设置长明火，用液化石油气引燃，防止喷嘴火焰熄灭，球罐上人液化石油气引燃，防止喷嘴火焰熄灭，球罐上人孔设碟阀控制进风量调节升温速度。在热处理过孔设碟阀控制进风量调节升温速度。在热处理过程中严格按工艺执行，主要控制升温速度、热处程中严格按工艺执行，主要控制升温速度、热处理温度、热处理时间和降温速度等工艺参数，热理温度、热处理时间和降温速度等工艺参数，热处理温度由温度传感器传到自动记录仪，得到时处理温度由温度传感器传到自动记录仪，得到时间间-温度曲线。温度曲线。1 1、焊后热处理的目的、焊后热处理的目的n n消除组装应力和焊接残余应力，这是焊接后热处消除组装应力和焊接残余应力，这是焊接后热处理的主要目的。理的主要目的。n n稳定球罐的形状和尺寸。稳定球罐的形状和尺寸。n n改善母材及焊缝的性能，这其中包括：改善母材及焊缝的性能，这其中包括：1 1）提高焊缝的塑性；）提高焊缝的塑性；2 2）降低热影响区的硬度；）降低热影响区的硬度；3 3）改善疲劳性能和蠕变特性；）改善疲劳性能和蠕变特性；4 4）提高断裂韧性；）提高断裂韧性；5 5）恢复提高冷成型过程中由于包辛格效应下降）恢复提高冷成型过程中由于包辛格效应下降的屈服强度；的屈服强度；6 6）进一步释放焊缝中的有害气体）进一步释放焊缝中的有害气体氢，以防止氢，以防止球罐在役过程中延迟裂纹的发生和扩展。球罐在役过程中延迟裂纹的发生和扩展。2 2、热处理工艺参数、热处理工艺参数 热处理的工艺参数一般按照不同的材质有不同的参数，热处理的工艺参数一般按照不同的材质有不同的参数，常见的常见的16MnR16MnR的热处理参数为：的热处理参数为：n n加温升温阶段加温升温阶段 1 1）400400以下自然升温，以下自然升温，400400以上升温速度以上升温速度50508080/h/h。2 2）300300以上，球壳板上相邻两测温点的温差不大于以上，球壳板上相邻两测温点的温差不大于130130。n n恒温阶段恒温阶段 1 1）热处理温度：）热处理温度：6002560025。2 2）恒温时间：根据材质的厚度而定。）恒温时间：根据材质的厚度而定。n n降温阶段降温阶段 1 1）热处理温度到）热处理温度到400400降温速度降温速度30-5030-50/h/h。2 2）400400以下自然冷却。以下自然冷却。4、热处理装置n n热处理装置由加热、供油、供燃料气、供风、测温和柱腿移动等系统组成。n n保温系统：本系统由钢带、保温被等组成。其主要作用是绝热保温。n n测温系统：本系统由测温点、热电偶、补偿导线、自动记录仪、直流电流差计等组成。其主要作用是监控热处理工艺的实施情况，记录热处理工艺曲线。5、热处理工艺实施n n热处理条件确认1）所有无损检测工作完毕，报告齐全，经审查合格。2）球罐内外表面质量和焊后球罐几何尺寸须经总包、监理、业主联合检查合格。n n热处理准备工作热处理准备工作1 1）连接系统，设备、管路安装就绪。安装烟囱、柱）连接系统，设备、管路安装就绪。安装烟囱、柱腿移动装置。腿移动装置。2 2）测温点布置：球罐设测温点数量应符合测温点布置：球罐设测温点数量应符合“GB50094-98GB50094-98”规范的要求。在球罐上下人孔边规范的要求。在球罐上下人孔边缘不超过缘不超过300mm300mm的范围内各布置一个测温点，的范围内各布置一个测温点，焊接试板上布置一个测温点，其余测温点在球壳焊接试板上布置一个测温点，其余测温点在球壳表面均匀布置，各测温点之间的间距不宜超过表面均匀布置，各测温点之间的间距不宜超过4.54.5米。米。3 3）测温系统的安装：热电偶的安装采用在球壳上点）测温系统的安装：热电偶的安装采用在球壳上点焊焊M16M16的开槽螺母，用螺栓压紧的方法。热处理的开槽螺母，用螺栓压紧的方法。热处理后固定用螺母用磨光机磨去。测温记录由一台温后固定用螺母用磨光机磨去。测温记录由一台温度自动记录仪完成，记录仪应与热电偶、补偿导度自动记录仪完成，记录仪应与热电偶、补偿导线相匹配。记录仪、热电偶在使用前应校核，均线相匹配。记录仪、热电偶在使用前应校核，均应有应有“校验合格证校验合格证”。n n保温：保温材料采用无碱超细玻璃棉与高硅硅酸铝混合制成，厚度120mm，以确保保温效果。热处理时，保温层外表温度应不高于60。敷设保温材料时，相邻搭接量应大于60mm；保温材料与罐壁间隙不大于20mm。n n上下人孔、法兰均需保温，支柱保温长上下人孔、法兰均需保温，支柱保温长度不小于度不小于1m1m。保温结束后，赤道带以下。保温结束后，赤道带以下应用应用8#8#铁丝箍紧拉实，以提高保温效果。铁丝箍紧拉实，以提高保温效果。保温前应将焊接试板可靠的固定在球罐保温前应将焊接试板可靠的固定在球罐上极高温区域，与球壳板应贴合紧密，上极高温区域，与球壳板应贴合紧密，考虑到试板只能通过球壳的热传导而被考虑到试板只能通过球壳的热传导而被加热，升温相对滞后，可增设一层保温加热，升温相对滞后，可增设一层保温被。被。n n柱腿移动 热处理时，加热和冷却导致球体膨胀和收缩。为了避免柱腿与球罐连接处产生过大的应力和变形，因而要随时调整柱腿，一般每升、降100调整一次，使柱腿始终处于垂直状态。支柱调整一般可采用大锤击打支柱底座的方法。七、压力试验七、压力试验n n球罐压力试验通常采用水压试验进行。在施工前编制详细的水压试验方案并经有关部门审批，在试压过程中严格按试压工艺执行，在各个检查点对球罐进行仔细检查，确定球罐在整个试压过程中无泄漏、无变形和无异常响动。n n压力检验同时，应做基础沉降观测。八、气密性试验八、气密性试验n n水压试验合格后对球罐进行了气密性试验。气密试验前进行球罐封闭联合检查，检查合格后对上下人孔进行封闭，并将所有接管的一次阀安装到位，所有法兰密封面一律使用正式垫片，试验合格后不再进行更换。气密性试验前编制详细的气密性试验方案并经有关部门审批，试验过程严格按工艺执行，达到试验压力后用肥皂液对所有焊缝和密封面进行检查。九、交工资料九、交工资料n n球罐竣工验收证书球罐竣工验收证书 n n竣工图竣工图 n n制造厂的球罐产品质量合格证明书制造厂的球罐产品质量合格证明书n n球壳板、支柱到货检验报告球壳板、支柱到货检验报告 n n球罐基础检验记录球罐基础检验记录n n产品焊接试板试验报告产品焊接试板试验报告 n n焊缝及焊工布置图焊缝及焊工布置图n n焊接材料质量证明书及复验报告焊接材料质量证明书及复验报告n n球罐焊后几何尺寸检查报告球罐焊后几何尺寸检查报告n n球罐支柱检查记录；球罐支柱检查记录；n n焊缝无损检测报告（附检测位置图）焊缝无损检测报告（附检测位置图）n n焊缝焊接、返修记录焊缝焊接、返修记录 n n球罐焊后整体热处理报告球罐焊后整体热处理报告n n球罐压力试验报告球罐压力试验报告 n n基础沉降观测记录基础沉降观测记录n n球罐气密性试验报告；球罐气密性试验报告；n n铭牌铭牌